De wet fan Ohm begripe
Bestudearje ek it materiaal oer foarbyldfragen oer de wet fan Ohm en de diskusje oer fragen oer de wet fan Ohm.
Yn hast alle metalen geleiders, elektrysk fjild evenredich mei elektryske stroomdichtheid, wêrby't de ferhâlding fan it elektryske fjild ta de elektryske stroomtichtens konstant is. Wiskundich útdrukt troch de fergeliking:
ρ = E / J
Beskriuwing: E = elektrysk fjild, ρ = wjerstân, J = elektryske stroomtichtens.
De proporsjonaliteitskonstante ρ wurdt de spesifike wjerstân of resistiviteit neamd, waans wearde konstant is en net ôfhinklik is fan it elektryske fjild dat de elektryske stroom produseart.
As it elektryske fjild tanimt, nimt de elektryske stroomtichtens ek ta, oarsom, as it elektryske fjild ôfnimt, nimt de elektryske stroomtichtens ek ôf, sadat de ferhâlding fan it elektryske fjild ta de elektryske stroomtichtens konstant is. Dit is in útspraak fan 'e wet fan Ohm . De boppesteande fergeliking ferklearret dus de wet fan Ohm allinich as ρ konstant is en ûnôfhinklik fan it elektryske fjild. De wet fan Ohm is net fan tapassing as de wearde fan ρ feroaret as it elektryske fjild feroaret.
It is lykwols makliker om elektryske potinsjeel (V) te mjitten as elektrysk fjild (E), en it is ek makliker om elektryske stroom (I) te mjitten as elektryske stroomtichtens (J). Dêrom, neist it útdrukt wurde yn termen fan elektrysk fjild , elektryske stroomtichtens en wjerstân (ρ), wurdt de wet fan Ohm ek útdrukt yn termen fan elektryske potinsjeel , elektryske stroom en elektryske wjerstân (R).
Beskôgje earst in triedgeleider dy't in lingte (l) en in dwersdoorsnede (A) hat en dêr't in elektrysk potinsjaalferskil (V) is tusken de twa úteinen fan 'e tried. As it elektryske fjild homogeen is, d.w.s. oeral itselde, dan wurdt de relaasje tusken it elektryske fjild en it elektryske potinsjaalferskil útdrukt yn 'e fergeliking V = E s ( dizze fergeliking is al besprutsen yn it materiaal oer elektryske potinsjaal ). As de elektryske stroomtichtens homogeen is, d.w.s. oeral itselde, dan wurdt de relaasje tusken de elektryske stroomtichtens en de elektryske stroom útdrukt yn 'e fergeliking I = JA ( dizze fergeliking is al besprutsen yn it materiaal oer elektryske stroom ).
Om in fergeliking te krijen dy't de relaasje tusken elektryske potinsjeel (V), elektryske stroom (I) en elektryske wjerstân (R) oanjout, ferfange E en J yn 'e wjerstânsfergeliking mei E yn 'e elektryske potinsjefergeliking en J yn 'e elektryske stroomfergeliking:
Dit is in fergeliking dy't de relaasje tusken elektryske potinsjeel (V), elektryske stroom (I) en elektryske wjerstân (R) yn in geleider útleit. Op basis fan dizze fergeliking kin steld wurde dat de elektryske wjerstân yn in geleider de ferhâlding is fan it elektryske potinsjeelferskil ta de elektryske stroom yn 'e geleider.
De wet fan Ohm stelt dat de ferhâlding fan it elektryske potinsjaalferskil ta de elektryske stroom in konstante is. Mei oare wurden, dizze fergeliking ferklearret de wet fan Ohm allinich as de elektryske wjerstân (R) konstant is. De wet fan Ohm is net fan tapassing as de elektryske wjerstân net konstant is, d.w.s. as er farieart.
Yn 'e ôflieding fan 'e boppesteande fergeliking is de elektryske wjerstân (R) fan in geleider ek relatearre oan de spesifike wjerstân (ρ), de lingte fan 'e geleider (l) en it dwersdoorsnede-oppervlak (A) fan 'e geleider. Wiskundich wurdt dit útdrukt yn 'e fergeliking:
Dizze fergeliking wurdt yn mear detail besprutsen yn it artikel oer elektryske wjerstân.
Formule fan 'e wet fan Ohm
De wet fan Ohm wurdt útlein troch twa fergelikingen, nammentlik ρ = E/J en R = V/I. It moat opmurken wurde dat dizze twa fergelikingen allinich fergelikingen fan 'e wet fan Ohm binne as ρ konstant is en R konstant is. As ρ en R fan in geleider feroarje, ferklearje dizze twa fergelikingen de wet fan Ohm net, mar ρ = E/J ferklearret de spesifike wjerstân fan in geleider en R = V/I ferklearret de elektryske wjerstân fan in geleider.
De fergeliking ρ = E/J kin skreaun wurde as E = ρ J. As ρ konstant is, dan is E direkt evenredich mei J, wat betsjut dat as E tanimt, dan nimt J ta of as E ôfnimt, dan nimt J ôf.
Likegoed kin de fergeliking R = V/I skreaun wurde as V = I R. As R konstant is, is V direkt evenredich mei I, wat betsjut dat as V tanimt, I tanimt, of as V ôfnimt, I ôfnimt.
Materialen dy't de wet fan Ohm folgje, wurde ohmsk neamd, wylst materialen dy't net de wet fan Ohm folgje, net-ohmsk neamd wurde. Hast alle metalen geleiders binne ohmsk, wylst in protte oare materialen net-ohmsk binne.
Yn net-ohmske materialen is de elektryske wjerstân net konstant, mar fariëarret ôfhinklik fan de stroom en it potinsjaalferskil. Dit betsjut dat as de stroom feroaret, de wjerstân fan it materiaal ek feroaret, en likegoed, as de spanning feroaret, feroaret de wjerstân fan it materiaal ek. Omdat de elektryske wjerstân fariëarret, is yn net-ohmske materialen de spanning (V) net direkt evenredich mei de stroom (I).
V-, I- en R-grafiken
Yn ohmske materialen is de ferhâlding fan V ta I konstant, fertsjintwurdige troch in rjochte line. Foarbylden fan ohmske materialen binne metalen geleiders. Underwilens is yn net-ohmske materialen de ferhâlding fan V ta I net konstant, fertsjintwurdige troch in kromme line. Foarbylden fan net-ohmske materialen binne healgeleiderdiodes en transistors.
De wet fan Ohm jildt allinnich foar ohmske materialen en net foar alle materialen, dus it is net korrekt om it in wet te neamen lykas de wetten fan Newton of oare wetten fan 'e natuerkunde. De wetten fan 'e natuerkunde jilde eins foar alle objekten, net allinnich foar bepaalde objekten. It brûken fan 'e wet fan Ohm is lykwols in gewoane praktyk wurden, dus it wurdt noch altyd de wet fan Ohm neamd, salang't betocht wurdt dat de wet fan Ohm allinnich jildt foar ohmske objekten. Neist de wet fan Ohm is in oar foarbyld fan in faak foarkommende misfetting it brûken fan 'e ideale gaswet of de wet fan Hooke.
